第十五章《電功和電熱》綜合提優(yōu)
(時間:90分鐘 滿分:100分)
一、選擇題(每小題2分，共24分)
1.如圖所示為家用電飯鍋，與它有關的下列數(shù)據(jù)最符合實際的是( )
A.正常工作時的電流是0.01 A
B.正常工作時的電壓為12 V
C.正常工作時的功率為700 W
D.正常工作1小時消耗的電能約為360 J
2.如圖所示，將燈L1、L2按甲、乙兩種方式接在電壓均為U的兩個電路中. L1在甲、乙兩個電路中的電功率分別為4W和9W，設兩燈絲的電阻不變.下列說法中不正確的是( ).
A. L1、L2兩燈燈絲電阻之比為2:1
B.甲圖中燈L1、L2的功率之比為1:2
C.甲、乙兩圖中燈L1兩端的電壓之比為2:3
D.甲、乙兩圖中電路消耗的總功率之比為2: 9
3.災后重建，小宇同學家的永久性住房已經(jīng)建好.在全家搬進去之前，小宇同學準備檢查生活用電線路是否有問題，他先斷開所有用電器和總開關，然后將火線上的保險絲取下，換上一只額定電壓為220 V的燈泡，閉合總開關，發(fā)現(xiàn)燈泡正常發(fā)光.由此判斷( ).
A.線路安裝完全正確，因為燈泡正常發(fā)光
B.線路安裝不正確，電路中有短路
C.線路安裝不正確，電路中有斷路
D.僅由此不能判斷線路是否有問題
4.現(xiàn)有“6V 3W”的燈泡L1和“6V 6W”的燈泡L2，將它們接入電路中，不考慮燈絲電阻的變化.下列關于兩只燈泡的說法正確的是( ).
A.串聯(lián)后接到12V電源的兩端，兩燈均能正常發(fā)光
B.串聯(lián)工作時，L1和L2兩端的電壓之比為1:2
C.并聯(lián)工作時，L1和L2中的電流之比為2:1
D.并聯(lián)工作時，L1和L2的功率之比為1:2
5.如圖所示電路，電阻R1=10Ω，閉合開關S，電流表A1的
示數(shù)為0.3A，電流表A2的示數(shù)為0. 5 A.下列說法中正確的是( ).
A.通過電阻R2的電流為0. 5 A
B.電阻R2的阻值為15 Ω
C.電源電壓為4. 5 V
D.電阻R1消耗的電功率為3W
6.某物理興趣小組的同學用幾個完全相同的燈泡，設計如圖甲、乙、丙三種電路，電源電壓相同且恒定不變，電路消耗的總功率大小關系是( ).
A. P甲>P乙>P丙 B. P甲<P乙<P丙
C. P甲=P乙=P丙 D. P甲=P乙>P丙
7.把標有“6V 6W”的小燈泡L1和標有“6V 3W”的小燈泡L2串聯(lián)后接在電源電壓為6V的電路中(不考慮燈絲電阻的變化)，下列說法正確的是( ).
A.因為通過它們的電流相等，所以一樣亮
B.因為燈L2電隊較大，實際功率較大，所以燈L2較亮
C.因為燈L1額定功率較大，所以燈L1較亮
D.因為燈L1實際功率較大，所以燈L1較亮
8.某學生想通過如圖所示的電路圖來進行下列四個實驗電源電壓保持不變，R 1為定值電阻，你認為不可行的實驗是( )
A.驗證歐姆定律
B.驗證焦耳定律
C.測定電阻R1消耗的功率
D.驗證電路兩端總電壓等于
各部分電阻兩端電壓之和
9.如圖所示，在四個相同水槽中盛有質量和溫度都相同的純水，現(xiàn)將阻值為R1、R2的電阻絲(R1 < R2 )，分別按下圖的四種方式連接放入水槽，并接入相同電源.通電相同時間后，水溫最高的是( ) .
10.電飯煲具有保溫和加熱功能，曉東同學設計了如圖所示的模擬電路(R1>R2 )，其中保溫狀態(tài)和加熱狀態(tài)電功率都最小的是( ).
11.小明剛學完初中的電學知識，恰逢家中電燈不亮，他興沖沖地拿起試電筆測試如下圖中的a、b、c、d四點時，只有b點不發(fā)光，請你幫他分析可能發(fā)生的故障是( ).
A.火線與零線短路
B. a、d之間某處短路
C.b、d之間某處斷路
D.電燈的燈絲斷了
12.下列對生活用電常識的認識中，符合要求的是( ).
A.開關接在火線或零線上都可以，所以家庭電路安裝中不需要測電筆
B.三腳插頭的用電器也可插入兩孔插座中使用
C.使用測電筆時，手不要接觸筆尾金屬體，以免觸電
D.輸電線進用戶后應先接電能表
二、填空題(每空1分，共12分)
13.我們家庭中的電視機正常工作的電壓為 V，它與家中其他用電器是 (續(xù)“并聯(lián)”或“串聯(lián)”)連接的.
14.如圖所示，電源電壓保持不變，調節(jié)滑動變阻器R使電壓表的示數(shù)為10 V時，變阻器R消耗的電功率為10 W;調節(jié)滑動變阻器R使電壓表的示數(shù)為5V時，變阻器R消耗的電功率為7. 5 W.則電源電壓U是 V,定值電阻R0的阻值是 Ω.
15.某雞場新購進一臺電熱孵卵器，其電阻為110Ω不變，在額定電壓下工作時通過孵卵器的電流是2A，則該孵卵器正常工作10s所產(chǎn)生的熱量為 J.
16.家庭中測量所用電能多少的儀表是 表.當標有“220 V 11 W”字樣的節(jié)能燈正常工作時，兩端的電壓為 伏，通過的電流為 安.
17.手機是我們最常用的通信工具，手機使用的是可充電電池，電池上標有“電壓”和“容量”兩個重要參數(shù).容量的單位通常為“毫安時”(符號mA ?h).小強同學的爸爸使用的可充電電池所標的電壓是3. 6 V，容量是1 500 mA?h，這種電池一次充電最多可儲存的能量為 J.使用該手機充滿電一次能夠持續(xù)通話的實際時間可長達5h，則該手機在通話狀態(tài)的放電功率為 W.
18.某次雷電的電流是2 X 104A，電壓約為1X108 V，放電時間約為0. 001 s，這次雷電釋放的能量是 J，電功率約 W.
三、作圖與實驗探究題(共34分)
19. (2分)居民樓的樓道里，夜間樓道燈一直亮著會造成浪費.科研人員用“光敏”材料制成“光控開關”，它能在天黑時自動閉合，天亮時自動斷開;利用“聲敏”材料制成 “聲控開關”，它能在有人走動發(fā)出聲音時閉合，無人走動時自動斷開.請將圖中的“光控開關”、“聲控開關”、燈泡用筆畫線代替導線正確連入電路.設計出只有在夜間且有聲音時燈才亮的樓道燈自動控制電路，同時安裝一個不受開關控制的三孔插座.
20. ( 6分)在測量標有2. 5 V小燈泡額定功率的實驗中:
(1)請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的電路連接完整.
(2)調節(jié)滑動變阻器的滑片到某一位置時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，為了測量小燈泡的額定功率，應將滑片向 (填“左”或“右”端移動.當小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)是0. 28 A，則小燈泡的額定功率為 W.
(3)實驗時若發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光，電流表指示正常，電壓表示數(shù)為0，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是 .
21. (5分)某小組同學探究燈泡發(fā)光時的亮度與哪些因素有關.他們用九只不同規(guī)格的燈泡分別接入電路，使它們都正常發(fā)光，并用電壓表和電流表分別測得燈泡正常發(fā)光時的電壓和電流.該小組的同學仔細觀察燈泡的亮暗程度，把九只燈泡分成三組，每組的亮暗程度相同，且第一組最亮，第二組其次，第三組最暗.實驗中記錄的有關數(shù)據(jù)分別如下表一、表二、表三所示.
表一(第一組)
(1)分析比較實驗序號1與4、2與5、3與6的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可得到的初步結論是 .
(2)分析比較實驗序號的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可得出的初步結論是 .
(3)請進一步綜合分析比較表一、表二、表三中的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，并歸納得出結論是(a) ; (b) .
22. (4分)我們知道，導體中有電流流過時，導體就會發(fā)熱.如圖是“探究影響通電導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關”的實驗裝置，觀察圖中的實驗現(xiàn)象，回答下列問題.
(1)圖(a)探究的是 .
(2)圖(b)探究的是 .
(3)導體產(chǎn)生的熱量是通過 反映出來的.
(4)通過實驗探究得到的結論是 .
23. ( 6分)一般家庭使用的電路中有多個用電器:
(1)圖甲是一把電水壺.請你按照安全用電的原則將電水壺的三根線對應連接到插頭上的三根線.
(2)圖乙是衛(wèi)生間安裝的照明燈和換氣扇的電路一部分.使用時，要求它們能各自獨立工作.請你按上述要求在虛線框內畫出其電路圖(換氣扇用符 表示).
24. (7分)小鷺利用電流表和電阻箱測量小燈泡的功率，設計并連接了如圖甲所示的部分實驗
電路.
(1)請你添加導線，將圖甲所示的實物圖補充完整，并使滑動變阻器的滑片P右移時接入電路的阻值變大.
(2)閉合開關S1，將開關S2扳向 (填“1”或“2”)，調節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)為I1，如圖所示，V = A
(3)將開關S2扳向另一端，保持 的阻值不變，調節(jié) 的阻值R，使電流表的示數(shù)仍為I1.
(4)若此時R=7. 0Ω，小燈泡的實際功率P1 = W.
(5)若小燈泡的額定電流為I0 =2 I1，以下關于額定功率P0與實際功率P1的數(shù)值關系，你認為最有可能的是( ).
A. P0=2P1 B. P0=3P1 C. P0=4P1 D. P0=5P1
四、應用創(chuàng)新題(每小題6分，共30分)
25.半導體材料的導電能力介于導體和絕緣體之間，其電阻受溫度影響較大.如圖甲是某種半導體材料的電阻隨溫度變化的關系圖像.根據(jù)這種半導體材料電阻的特性，小明和他的同學設計了一個電路，如圖乙所示，可以測定某一空間的溫度，使用的器材如下:半導體電阻、電源、電流表(0~0.6 A)、開關、定值電阻R0(10Ω)、導線若干.
(1)定值電阻R0的作用是什么?
(2)當環(huán)境溫度為20℃時，電流表的讀數(shù)為0.2A，求電源的電壓.
(3)電流表的讀數(shù)為0.4A時，求當時環(huán)境溫度和半導體電阻的電功率分別是多少.
26.物理科代表和班長就放學后是否關教室里的飲水機的問題發(fā)生爭執(zhí)，班長認為不應關機，因為第二天重新開機給冷水加熱既費時又會消耗更多的電能;物理科代表認為應該關機，理由是飲水機在放學后從17:00到第二天08:00共15h期間會間歇性加熱，白白消耗電能，反復加熱的水也不利于身體健康.
次日早晨，他倆先觀察到如圖所示的飲水機有加熱和保溫兩個擋位，銘牌數(shù)據(jù)如下表.然后啟動飲水機，將熱水箱中的30℃的冷水加熱到90℃，用時10 min.他倆繼續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)保溫28 min后加熱器會重新加熱，2 min后又回到保溫狀態(tài).(飲水機始終在額定電壓下工作)
(1)熱水箱中30℃的冷水加熱到90℃所吸收的熱量是多少?[ c水=4. 2 X 103J/(kg?℃)]
(2)將熱水箱中30 ℃的冷水加熱到90℃消耗的電能是多少?
(3)通過計算比較誰的做法更節(jié)能.(假設放學時飲水機剛好處于保溫狀態(tài)，工作過程中間歇加熱的規(guī)律不變)
27.寒冷的冬天，孝順的小茜用自己平時積攢的零花錢給住在偏遠農村的奶奶買了一個“暖手寶”，銘牌如表中所示，請回答下列問題:
(1)該“暖手寶”正常工作時的電流和電阻各是多少?
(2)該“暖手寶”正常工作工作5分鐘產(chǎn)生的熱是多少?
(3)在奶奶家，到晚上用電高峰小茜再次給“暖手寶”加熱時，發(fā)現(xiàn)加熱時間明顯比白天長.聰明的小茜知道這是因為電壓降低了的緣故，于是專門進行了一番測量:她關掉其他用電器，單獨給這個“暖手寶”通電6分鐘，觀察到家里的電能表(如圖所示)轉盤轉了44轉.請你幫小茜計算出這時她奶奶家實際電壓是多少?(不考慮溫度時電阻的影響)
28.一天，小明注意到家中的燈泡比平常亮，猜測可能是電壓超過了220 V，為了證實他的猜
測，他做了如下實驗:關閉家中其他用電器，只開一盞“220 V 100 W”的電燈，觀察到
家中標有“3 000 r/(kW?h)”字樣的電能表在20 min內轉盤轉了121 r.(不計溫度時燈絲
電阻的影響)
(1)在20 min時間內這盞燈消耗的電能是多少?
(2)小明家此時的實際電壓是多少?
(3)為使這盞燈能正常發(fā)光，應串聯(lián)一個多大的電阻?
29.如圖甲所示電路，電源電壓恒為1. 5 V，閉合開關后，把滑動變阻器R2的滑片P從最右
端向左移動.由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路，滑片P向左移動一段距離后，電流表才有讀
數(shù)，此時電壓表的示數(shù)為1. 35 V.且電流表讀數(shù)I與滑片P移動的距離x的關系如圖乙所
示.求:
(1)當電流表開始有讀數(shù)時，滑片P移動的距離x的值和R2接入電路的阻值;
(2)R1的阻值;
(3)當滑片P移到x等于10 cm處時，R2消耗的電功率.
參考答案
1. C 2. B 3. B 4. D 5. B 6. B 7. B 8. B 9. D 10. C 11. C 12. D
13. 220 并聯(lián)
14. 20 10
15. 4 400
16.電能 220 0.05
17. 19 440 1.08
18. 2X109 2X1012
19.如圖所示
20. (1)如圖所示 (2)右 0. 7 (3)電壓表斷路
21.(1)燈泡兩端的電壓相同時，通過燈泡的電流越大，燈泡越亮
(2)2與4、3與5、6與9通過燈泡的電流相同時，燈泡兩端的電壓越大，燈越亮
(3)(a)分析比較表一或表二或表三中的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，得出燈泡兩端的電壓和通過燈泡電流的乘積相同時，燈泡的亮暗程度相同.
(b)分析比較表一和表二、表三中的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，得出燈泡兩端的電壓和通過燈泡電流的乘積不同時，燈泡的亮暗程度不同，且燈泡兩端的電壓和通過燈泡電流的乘積越大時，燈泡的亮度越亮.
22. (1)通電導體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關系
(2)通電導體產(chǎn)生的熱量與電流大小的關系
(3)煤油升高的溫度
(4)通電導體產(chǎn)生的熱量與電流、電阻、通電時間有關
23. (1)如圖所示
(2)如圖所示
24. (1)如圖所示 (2)1 0.2 (3)滑動變阻器 電阻箱 (4)0. 28 (5)D
25.(1)保護電路.
(2)由電路圖R和R0串聯(lián)，當t=20℃時，半導體電阻R=50 Ω.
U =IR+IR0
=0. 2 A x 50 Ω+0. 2 A X 10Ω
=12 V.
(3)U0= IR0=0. 4 AX 10Ω=4 V.
從圖像知環(huán)境溫度是40℃.
P=I2R=(0. 4 A) 2 X20Ω=3. 2 W.
26.(1)將1噸的水從30℃加熱到90℃吸收的熱量為:
Q=cmΔt=4. 2 x 103 J/(kg?℃)x 1 kg x(90℃-30℃)=2.52X105 J.
(2)將1kg的水從30℃加熱到90℃消耗的電能為:
W=P1 t1 =500 W X 10 X 60 s=3 X 105 J.
(3)該飲水器間歇式工作時每30 min內有28 min保溫、2 min加熱，則在15 h內消耗的電能為:W'=W1+W2=P1t1'+ P2t2=500WX2X30X60 s+50 WX28X30X60 s=1. 8 X 106 J + 2. 52 X 106 J = 4. 32 X106 J,W'>W，所以物理科代表的做法更節(jié)能.
27.本題考查電功率與電熱的綜合計算.
(1)暖手寶正常工作時的電流: ，
暖手寶正常工作時的電阻: ；
(2)正常工作5分鐘產(chǎn)生的熱量:
Q=W=Pt=440 WX300 s=1. 32X105 J,
(3)暖手寶6分鐘消耗的電能是:W= X3.6X106J=3.96X104J，
則暖手寶工作時的實際功率: ；
由 得，當時的實際電壓: .
28. (1)0.04kW?h (2)242 V (3)48. 4Ω
29. (1)由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓;由圖乙，當電流表開始有讀數(shù)即I=0.15A時，滑片P移動的距離x=5 cm;
R2接入電路的阻值:
(2)R1兩端的電壓:U1=U-U2=1. 5 V-1.35 V=0. 15 A,
(3)由乙圖可知，當滑片P移到x為10 cm處時，電路中的電流:I'=0. 3 A.
R1兩端的電壓:U1'= I'R1 =0. 3 AX 1 Ω=0. 3 V,R2兩端的電壓:
U2'=U-U1'=1. 5 V-0. 3 V=1.2 V.
R2消耗的電功率:P2= U2' I ' =1. 2 V X0. 3 A=0. 36 W.
本文來自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/chusan/1218564.html
相關閱讀：九年級物理下冊能源練習1（人教版有參考答案）